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什么是碳纤维成型工艺?

碳纤维成型工艺

什么是碳纤维成型工艺?

  • 注塑工艺:
    属于手糊工艺中低压成型的一种。用喷枪混合短切纤维和树脂后,将压缩空气喷在模具上,达到预定厚度后,用胶辊人工压紧,固化成型。为改进手糊成型而创造的半机械化成型工艺,在工作效率上有一定程度的提高,但仍不能满足大批量生产。用于制造汽车车身、船体、浴缸、储罐的过渡层。
  • 缠绕成型:
    将连续纤维或浸有树脂胶的布带按一定规律缠绕在芯模上,固化脱模成复合制品的过程。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量、低密度的特点。
  • 液态成型:
    将液态单体合成高分子聚合物,再将聚合物固化成复合材料的过程改成直接在模具中一次完成,既降低了过程中的能耗,又缩短了生产周期。成型周期。但该工艺的应用必须以精确的管道输送和计量,以及温度和压力的自动控制为基础。液体成型主要包括RTM成型工艺、RFI成型和VARI成型。树脂膜浸渗(RFI)成型工艺的主要优点是模具比RTM工艺模具简单。树脂沿厚度方向流动,更容易渗入纤维,没有预浸料,成本更低。然而,所得产品的尺寸精度和表面质量不如RTM工艺,空隙率较高,效率略低,适合生产大平面或简单曲面的零件。真空辅助成型工艺(VARI)的优点是原材料利用率高,修边加工少,无需预浸料,成本低。适用于常温或低温生产大型板式结构件。但缺点与RFI成型工艺类似。真空辅助成型工艺(VARI)的优点是原材料利用率高,修边加工少,无需预浸料,成本低。适用于常温或低温生产大型板式结构件。但缺点与RFI成型工艺类似。真空辅助成型工艺(VARI)的优点是原材料利用率高,修边加工少,无需预浸料,成本低。适用于常温或低温生产大型板式结构件。但缺点与RFI成型工艺类似。
  • 树脂传递模塑成型 (RTM):
    树脂传递模塑成型 (RTM) 技术是一种制造复合材料的低成本方法,最初主要用于飞机二次承重结构,例如舱门和检查舱口。1996年,美国国防高级研究局开展了高强度主轴承部件低成本RTM制造技术研究。RTM技术具有效率高、成本低、零件质量好、尺寸精度高、对环境影响小等优点。可应用于体积大、结构复杂、强度高的复合材料零件的成型。材料加工领域最活跃的研究方向之一。
  • 模压成型:
    将碳纤维预浸料置于上下模具之间,模具置于液压成型台上。经过一定时间的高温高压使树脂固化后,取出碳纤维制品。该成型技术具有效率高、产品质量好、尺寸精度高、环境影响小等优点,适用于大体积、高强度复合材料零件的成型。模具制造复杂,投资高,零件尺寸受压力机尺寸限制。
  • 注塑成型:
    这是一项新技术,伯乐CIML设备将传统的多步工艺整合为一步工艺,缩短了工艺流程。更好的保留纤维长度,达到节能高效生产的目的。通过攻克材料-装备-制造中的配方优化、混炼系统、智能控制系统、成型工艺参数优化等一系列关键技术难题,在产品强度、成本、性能等方面充分满足汽车轻量化的要求。效率。为轻型汽车量身定做的武器。
  • 手糊–湿糊法:
    在模具工作面上涂上脱模剂和胶衣,将切割好的碳纤维预浸料铺在模具工作面上,刷或喷树脂体系胶,并达到所需厚度后,成型、固化、脱模。手糊工艺虽然制备技术高度发达,但工艺简单,投资少。应用广泛等优点广泛应用于石化容器、储罐、汽车外壳等诸多领域。缺点是质地松散,密度低,产品强度不高,主要靠人工,质量不稳定,生产效率低。
  • 真空高压灭菌器:
    将单层半固化片材料按预定方向铺放而成的复合材料坯料放入高压釜中,在一定温度和压力下完成固化过程。高压釜是一种能承受和调节一定温度和压力范围的特殊压力容器。将坯料铺在涂有脱模剂的模具表面,然后依次铺上多孔脱模布(膜)、吸水毡、气毡,密封在真空袋中,然后放入高压釜中。加热固化前,先将袋子抽真空,除去空气和挥发物,然后根据不同树脂的固化体系升温加压固化。固化体系的制定和实施是保证蒸压件质量的关键。
  • 真空进口(VIP):
    将碳纤维复合材料铺在模具上,然后铺上真空袋,将系统内抽真空,使模具型腔内形成负压。并利用真空产生的压力,通过预铺管道将不饱和树脂压入纤维层,让树脂渗入增强材料,最终填满整个模具。产品固化后,取出真空袋材料,从模具中取出所需产品。当树脂在真空环境下渗入碳纤维时,产品中产生的气泡极少。产品强度更高,重量更轻,产品质量稳定,减少树脂损耗,只用一侧模具即可获得双面光滑平整的产品。可以更好的控制产品厚度。
  • 3iTech感应加热:
    一种将感应器集成到模具中的新型感应加热工艺。它可以在20°C-400°C的温度下加工碳纤维,并通过热传导通过集成在模具内部的感应器加热模具表面。利用电磁感应可以快速加热模具,可以很好地控制局部温度。优点是显着减少了周期时间和组件成本。该技术目前不适用于大型组件,相关生产量必须足够大。
  • 层压成型:
    将逐层预浸料置于上下平模之间加压加热固化。该工艺可直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能进行改进和完善。层压成型工艺主要用于生产各种规格和用途的复合板材。具有机械化、自动化程度高,产品质量稳定的特点,但设备一次性投资大。
  • 拉挤成型:
    在牵引力的作用下,连续的碳纤维丝束、带或浸有树脂胶的布经挤压模具成型固化,可连续生产无限长度的型材。拉挤成型是复合材料成型过程中的一种特殊工艺。其优点是生产过程可实现全自动化控制,生产效率高。拉挤制品中的纤维质量分数可高达80%。浸渍在张力下进行,可充分发挥增强材料的作用。产品强度高。成品的纵向和横向强度可任意调节,可满足产品不同的力学性能。要求。该工艺适用于生产各种截面形状的型材。

碳纤维干法成型与湿法成型的区别

在碳纤维制品的生产领域,有干法碳纤维和湿法碳纤维。区别表现在碳纤维产品的生产过程中。加工碳纤维复合材料最常用的两种方法是预浸料高压釜成型模式和真空引入模式。

两种工艺生产的产品性能存在明显差异。湿法工艺在加工过程中容易变形,截断部分容易脱丝。树脂与纤维的结合性能差,与空气接触易氧化变色。干法预浸工艺不存在上述情况,但在紫外线照射下容易出现性能下降。这两种生产方式生产的碳纤维制品在重量和硬度上有明显的不同。碳纤维制品是指以碳纤维预浸料为原料,通过不同的加工方法加工成能满足用户要求的材料制品。

碳纤维零件比金属铝轻,但比钢坚固,具有耐腐蚀和高模量的特点。是国防、军工、民用的重要材料。它既具有碳材料固有的本征性能,又具有纺织纤维的柔软加工性能。是新一代增强纤维。与干法碳纤维相比,湿法碳纤维的碳纤维花纹在抽真空时会发生变形,在其横截面上也会看到碳纤维丝,而干法碳纤维产品则不会。

干法工艺制成的碳纤维制品硬度好,易于CNC加工,但生产周期长,不易批量生产,生产成本高。碳纤维制品是指以碳纤维预浸料为原料,通过不同的加工方法加工成能满足用户要求的材料制品。湿法成型产品成本低,生产工艺相对简单,工艺生产效率高。目前碳纤维的生产中,在精度高、质量要求高的情况下多采用干法成型,在外观件和大批量生产中采用湿法成型。

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